钝体燃烧器工业试验获得成功

最近,我院燃烧理论研究室在江西信丰发电厂进行了新型劣质煤钝体燃烧器的工业试验,获得成功.试验表明,采用这种燃烧器能较大幅度地节约煤炭和助燃油,为我国燃用劣质煤的电站锅炉节约能源提供了新技术.以前,江西信丰发电厂用当地劣质无烟煤时,长期存在着火困难、燃烧不稳定、热效率低、负荷低至百分之七十时必须投入助燃油等问题,而且在燃烧过程中灭火打炮的现象时有发生,运行人员的安全得不到可靠保障.这次试验是在该厂二号炉上(配1.2万千瓦汽轮发电机组,中压65吨/时,切向燃烧锅炉)分冷态与热态两步进行.首先,在冷态下对钝体尾迹的空气动力特性、气流衰减特性、钝体阻力特性与气流切圆情况等进行了实测.热态试验分为额定负荷工况、低负荷工况、各种一次风率和三次风率等近三十个工况进行.在试验中,测量了钝体表面温度、钝体尾迹及炉内的温度分布、飞灰及灰渣含碳量等,共取得约一千五百个试验数据,掌握了大量的第一手资料.试验充分证明,采用这种钝体燃烧器燃烧劣质煤,气流刚性良好,炉膛中央仍能形成较强烈的旋流,火焰也没有刷墙现象,而且煤粉着火明显提前,燃烧稳定,就是负荷降低     

用钝体稳定劣质煤粉火焰的实验研究

本文以劣质煤粉钝体燃烧器的成功开发为背景,在单角燃烧实验炉上进行了大量实验研究,实测了冷态速度场和热态温度场.结果表明,采用钝体燃烧器使煤粉着火提前,燃烧稳定和强化.     

开缝钝体燃烧器冷热态试验研究及其应用

介绍了开缝钝体燃烧器实验室冷热态试验结果以及在实际锅炉炉膛中形成的冷热态空气动力场和不同负荷下热运行的结果．一系列测试结果表明，开缝钝体燃烧器能够合理组织四角切圆燃烧锅炉的炉内工况，并对劣质煤具有较好的稳定燃烧性能．对开缝钝体燃烧器的流动和稳定燃烧机理作出了解释．     

开缝钝体燃烧器冷热态试验研究及其应用

介绍了开缝钝体燃烧实验室冷热态试验结果磕及在实际锅炉炉膛中形形成的冷热态空气动力场和不同荷下热运行的结果.对开缝钝体燃烧器的流动和稳定燃烧机理作了解释.     

强化高温烟气回流的研究与实践

本文从钝体回流区热质交换机理出发,提出了回流区边界用小流量、高速度的附加射流来强化回流区的热质交换以达到进一步强化劣质煤、无烟煤和其它难燃煤种的燃烧过程的根据。试验结果表明,附加射流能使回流区温度提高,对火焰有明显稳定作用。文章介绍了这一设想在大型电站锅炉上进行实验的数据。     

多孔介质钝体火焰稳定特性实验研究

提出采用多孔介质材料制作火焰稳定器,利用其通透和弥散性能改善钝体后燃空比,降低钝体引起的压力损失,提高火焰稳定性.通过实心钝体、10和40PPI(pores per inch)多孔介质钝体火焰稳定特性和冷态尾迹测量对比实验发现:多孔介质火焰稳定器可获得更宽的火焰稳定范围;相同燃料和空气伴流条件下,多孔介质钝体后火焰刚性更强,燃烧更充分;实心钝体回流区较靠近钝体,回流区强度较强;多孔介质钝体回流区向下游发展,回流区强度较弱,但空气燃料混合更好.因此多孔介质稳定器关键是要确定合适的孔径,使火焰更稳定燃烧.     

V形钝体流场的数值计算

钝体后的回流区是流体绕流钝体所形成的旋涡区域,该区域的存在对于欲用钝体稳定火焰进行燃烧起着很大的作用,本文利用二维k-ε紊流模型对某V形钝体周围的流场进行了冷态数值模拟,探讨了该区域的性质,同时将计算结果与实验数据进行了对比,其结果相符合.     

钝体稳定煤粉火焰的一维数学模型研究

本文在大量实验研究的基础上提出了钝体稳定煤粉火焰的一维数学模型.数值计算表明,由该模型计算出的温度分布与相应实验中测得的温度分布符合较好.1 实验分别进行了正三角形钝体燃烧器、流线体燃烧器和直流式燃烧器的燃烧实验.其喷口截面积均为16×32cm,结构如图1所示.燃烧器安装在燃烧实验炉头部,与之一起构成突扩通道燃烧室.实验主要设备是小型卧式热态试验台,燃烧室横截面积为0.35×0.5m~2.沿燃烧室轴线方向布置有11个测量孔.实验台配有专门的点火油系统.     

钝体冷态流场的PIV实验研究

运用PIV技术在风洞中分别对5种不同形式的钝体：标准钝体、三角形钝体、流线形钝体、带通道钝体及非流线形钝体在冷态工作环境、不同缝宽下,获取了钝体后的速度分布.对比了5种不同钝体在不同缝宽下回流区长度的变化,认为随开度增大,在回流区结构不遭到破坏的前提下,回流区长度加大.同等条件下,非流线形钝体有最大的回流区长度;通过对尾迹区域的平均湍流动能的分析,认为平均湍流动能的强度随缝开度加大开始减弱,湍流强度最大的区域逐渐后移,最终往回流区的上下边界发展.通过对钝体后的尾迹结构和流动特性进行分析,为热态实验奠定了基础.     

钝体燃烧器对电站锅炉的适应性

本文主要介绍了钝体燃烧器三次工业性试验的结果,并从着火稳定性、燃烧经济性和低负荷适应能力诸方面,分析了钝体燃烧器对电站锅炉的适应性.     

钝体后回流流场传热特性的实验研究

在测量钝体后回流流场的速度、脉动速度相关量和温度的基础上，求出回流流场的热通量分布。结果表明了热通量分布与脉动相关量间的密切相关性，以及回流区及其边界区域相对强烈的热交换强度，这些结果有助于理解钝体后回流区在燃料燃烧火焰稳定中的显著作用。     

稳燃腔偏置钝体燃烧器的空气动力学研究

通过冷态空气动力场试验研究了钝体的偏置特性，结果发现：当钝体偏离一次风口中心的距离与钝体边宽之比约为０．１７时，可以得到比稳腔煤粉燃烧器更好的稳燃效果。采用ｋ－ε双方程湍流模型计算了稳燃腔偏置钝体尾迹冷态空气动力场，并与实验结果进行了比较，计算值与实验值基本符合。     

再燃燃料对煤粉燃尽特性的影响

燃料分级燃烧低NOx技术采用超细煤粉作为再燃燃料,可解决由常规粒度煤粉作为再燃燃料而引起的未完全燃烧损失较大、NOx还原率低的问题.本文采用热天平和一维热态煤粉炉分别进行超细煤粉的燃烧特性机理和燃尽效果的热态模拟试验研究.试验研究表明,在确保再燃区停留时间和较高燃尽率的同时,对于停留时间为0.8 s左右的高挥发份的褐煤,30μm的粒径可实现较好的燃尽效果.采用低挥发份的煤种,需进一步减小粒度.     

钝感火药装药膛内实际燃烧规律的研究

目的 研究钝感火药装药膛内的实际燃烧规律,方法 制备一种双基钝感火药,并在大口径火炮上进行射击实验,用内弹道势平衡的方法研究了该钝感火药装药膛内的实际燃烧规律,结果 采用钝感火药装药后,膛内实际燃烧的热平衡点参数向后移动,钝感 火药装药燃气生成函数可分别用三次函数和二次函数的拟合式表示,其膛内实际燃烧速度函数可表示为以相结压力冲量为自变量的指数函数或正比函数,结论利用内弹道势平衡方法研究钝感火药装     

双回流稳燃腔的实验研究

本文介绍了两种较好的稳燃腔结构参数;着重分析了第二种稳燃腔的冷热态试验结果;提出可供选择的稳燃腔特性参数。试验结果说明,双回流稳燃腔的内外烟气总回流量可达一次风量的30%,而整个燃烧过程的温度明显地高于一般的钝体稳燃装置。     

钝体阶梯扩管型微燃烧器内氢气-空气燃烧特性及协同性分析

为提高微燃烧器燃烧稳定性和燃烧效率,基于钝体直管和钝体阶梯扩管燃烧器进行微尺度燃烧数值模拟分析研究。研究结果表明:在钝体微燃烧器中加入阶梯扩管结构有助于促进火焰传播和扩大火焰稳定燃烧极限,而且两者的吹熄极限均随当量比(即完全燃烧所需的理论空气质量与实际供给的空气质量之比)的增大而增大;燃烧器的燃烧效率均随当量比和入口混合气速度的增大而降低,而且钝体直管型燃烧器的燃烧效率要比扩管型燃烧器低;散热损失比均随当量比增大呈先增大后降低,随入口速度增大而降低;钝体直管燃烧器协同数高于钝体阶梯扩管,两者的协同数都随入口的混合气速度增大先增大后降低再增大。     

煤粉钝体燃烧器的数值模拟及稳燃机理的研究

本文对煤粉钝体燃烧器中煤粉气流的流动、传热传质和燃烧过程进行了计算机数值模拟,并在实验及计算的基础上,对钝体使煤粉火焰稳定的机理进行了探讨和分析.     

方箱形管式加热炉炉内强化传热的热态试验

对矩形截面的方箱形管式加热炉提出了一种新的底部向上旋流燃烧方式,这种旋流可由多个倾斜向上的喷口射流形成,且涡旋可不止一个．在模拟试验炉上对传统底部向上直流燃烧方式和新的旋流燃烧方式进行了热态对比试验．结果表明,由于旋流的作用,炉膛下部燃烧和传热得到强化,出口烟温下降,炉膛热效率显著提高．     

吸气式脉冲爆震发动机钝体气动阀的设计与实验研究

在吸气式液体燃料脉冲爆震发动机(PDE)协调工作基础上, 为了保证进气效率、减小阻力、提高爆震性能、增加推力, 设计了一种钝体气动阀。该钝体气动阀的进气道和钝体推力壁直径与爆震管直径相同, 推力壁设置圆柱形凹槽, 在钝体外侧设置环形通道, 钝体与环形通道出口保持合理间隙。实验证明: 不同爆震管直径的钝体气动阀PDE能够协调工作, 其爆震燃烧性能优于旋流气动阀, 在气动阀前方供油的爆震燃烧性能优于后方供油。     

煤粉浓缩器对旋流煤粉燃烧NO排放影响的研究

为研制低污染旋流煤粉燃烧器,研究了煤粉浓缩器中旋流煤粉燃烧时NO的排放情况.用相位多普勒测速仪对在浓缩器中加入或不加入物料时的冷态两相流动速度,湍动能以及颗粒浓度进行了实验研究.用生成NO的统一二阶矩代数模型、HCN释放的简化Solomon模型和煤粉燃烧的全双流体模型,就浓缩器对旋流煤粉燃烧器NO生成的影响进行了数值模拟,给出了湍流动能、煤粉浓度、温度和NO浓度分布.冷态实验结果和数值模拟结果符合较好,两者都表明,煤粉浓缩器增大了回流区内煤粉浓度.热态模拟结果表明,煤粉浓缩器降低了NO生成.